复杂应力路径下裂隙泥岩渗透演化规律试验研究

油气主要储集在岩石孔隙和缝洞内,深部复杂应力环境下储层岩石裂隙渗透演化直接影响油气的运移规律,是油气勘探开发的重要研究对象。为了解复杂应力路径下含裂隙岩石的渗透演化特性,利用高精度渗流?应力耦合三轴实验设备,对含随机分布裂隙泥岩开展了单试样?复杂应力路径加卸载过程中的渗透性演化试验研究,试验方案依次为:(i) 围压递增条件下渗透性测试;(ii) 渗透压力递增条件下渗透性测试;(iii) 偏应力循环加卸载条件下渗透性测试;(iv) 围压、偏应力同步增长条件下渗透性测试。结果表明裂隙泥岩中的渗流可视为低渗流速度的层流;裂隙发育丰富岩样（R2）渗透率及应力敏感性明显较高。渗透率随渗透压力、围压分别呈正、负的指数函数变化。偏应力加载导致渗透率降低,卸载引起渗透率上升,但整体呈不可逆降低;围压、偏应力同步增长引起渗透率呈下降趋势,并逐步趋于稳定;围压10.3 MPa作用下,渗透率基本保持恒定。由此,基于裂隙双重介质模型,考虑泥岩变形过程中裂隙系统和基质系统的相互作用以及外部应力作用下的裂隙膨胀变形,构建了裂隙泥岩渗透率演化力学模型;模型模拟结果与试验结果具有较好的一致性。相关成果可为裂隙泥岩渗透性演化预测和油气高效开采提供重要的理论依据。      

天然电场选频法在某铜矿注浆工程中的应用

结合城门山铜矿二期帷幕工程,采用天然电场选频法对地下水过水通道进行探查,并通过注浆试验孔的压水试验加以验证,物探成果与压水试验成果吻合度较高。实践证明天然电场选频法在地下水动力条件下查找地下水过水通道具有很强的实用性,对岩溶地区注浆帷幕工程的设计与施工有较高的指导和借鉴作用。     

全强风化矿物饱水状态下变形模量原位试验研究

对全强风化矿物开展了载荷试验、变形试验和旁压试验。分析了地质矿物的强度变形指标与土体埋深和风化程度的变化关系。对不同原位试验获得的变形模量进行了对比分析,提出了饱水状态下,由旁压剪切模量推求变形模量的经验系数。     

橡胶改性陶粒混凝土抗氯离子渗透性和抗冻性试验研究

通过直流电量法和慢冻法试验,研究了橡胶改性陶粒混凝土的抗氯离子渗透性和抗冻性,并分析了橡胶掺量对这两个方面的影响。     

非达西渗流拟启动压力梯度推算

岩体启动压力梯度的大小是石油开采,工程防渗处理等方面需要考虑的影响因素.非线性渗流现象已被广泛所认同,低渗透性岩渗流存在启动压力梯度,它基本代表了流体产生渗流时的压力梯度大小.试验对试样进水端水压进行长期稳定控制,出水端采用精确测定流出水体积变化量的方法进行流量测定;当渗出端水体积的变化量与时间呈直线关系时,即认为该时段渗透特征符合达西定律.通过对具有不同渗透性的软弱岩系统的试验测试,根据实测渗透系数与压力梯度的正相关关系,提出了拟启动压力梯度推算的"三次平均法",即:首先统一调整实测渗透系数值,然后确定绝对渗透系数值,再根据该值确定Vo值,3次取平均推算拟启动压力梯度的方法.分析表明:拟启动压力梯度随围压升高而增大,随岩石的绝对渗透系数降低而增大;在渗透压差增大过程测得的拟启动压力梯度大于降低过程的拟启动压力梯度,这些都与理论分析结果相吻合.实例说明拟启动压力梯度推算"三次平均法"较为合理,易于推广使用.这为通过室内试验确定工程岩体启动渗流压力梯度的大小,提出了一种新的思路.     

龛谷水库防渗帷幕灌浆及其效果分析

龛谷水库坝体堆石大小混杂,具架空结构。坝体帷幕灌浆试验采用孔口封闭自上而下分段灌浆法灌注,并进行了检查孔的施工。根据检查孔岩芯采取情况及压水试验成果、耗灰量降低率分析,堆石坝帷幕灌浆方案是可行的,能够满足水库防渗要求,灌浆防渗效果明显。     

基于PFC的钢包引流砂参数标定与服役过程的数值模拟

基于离散单元法颗粒流理论,采用迭代法,通过三轴剪切试验对铬质引流砂颗粒材料进行细观参数标定,分析不同的细观参数对三轴试验应力应变曲线的影响。基于标定后的细观参数,通过建立钢包上水口中引流砂服役过程的PFC(particle flow code)模型,探讨引流砂下落流动行为。结果表明:参数迭代法可以快速有效地对散状颗粒细观参数进行标定;法向刚度大小与曲线初始弹性模量成正比关系,细观摩擦系数与应力应变曲线的峰值成正比,围压的大小与应力应变曲线的峰值成正比;PFC平台能够直观的模拟出引流砂流动过程中的速度、受力及颗粒位移等情况,水口杯底端位置颗粒会出现断层,上部中间位置颗粒下落速度比两侧速度大。     

高渗透性注浆材料渗透能力对比试验分析

为探究不同高渗透性注浆材料渗透能力的大小,以超细水泥、脲醛树脂、硅溶胶3种材料为研究对象,设计了室内无压河砂介质及有压黏土介质注浆试验,根据注浆后两种介质中的固结体几何形状及裂隙发育程度,分析3种材料的孔内渗透能力强弱及扩散机制。结果表明,3种材料中,硅溶胶孔内渗透能力最强,脲醛树脂次之,超细水泥最小,且随着介质渗透性降低,其扩散方式由孔内渗流向劈裂裂隙管道流转变,浆液渗透能力越弱,这一过程转变的越快。     

不同应力路径下岩石细观力学性能离散元研究

岩体工程中的应力状态对围岩的稳定性具有重要影响。为研究地下巷道中岩体应力状态对围岩稳定性的影响规律,基于离散元理论,对地下巷道开挖过程的应力状态进行分析,开展了围压卸载—轴压增加、围压卸载—轴压不变和围压卸载—轴压减少3种不同卸载路径下的三轴压缩数值模拟试验,并与常规三轴压缩试验进行对比,分析了不同应力路径下的岩石宏观强度特征及细观损伤过程差异性。结果表明：强度准则和应力张量状态不受卸载路径的影响,但不同应力路径下岩体的损伤过程不同,围压卸载—轴压不变应力路径下的微观裂纹发育最密集,而围压卸载—轴压增加应力路径下的裂纹丛集速度最快。研究结果可为地下巷道开挖过程中的围岩应力卸载破坏分析提供参考。     

新型氧化铁皮压球试验总结

针对碳钢系统氧化铁皮、OG泥及高炉重力灰的再次利用做了一系列的压球试验,从原料的准备及其理化性能的检测到对各种原料配比的试验,以及试验过程的数据采集分析,最终确定混合料的水分配比和大致合理配水范围,为后续的压球方案设计提供基础数据。     

超高压锅炉试压水中Cl^—的测定

介绍了超高压锅炉水压试验用水中ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４对氯根测定结果的影响，找出了消除该影响的有效办法。     

三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆

为讨论饱水岩石中孔隙水压与损伤变形过程的关联性,探究岩石破坏的孔隙水压前兆特征信息,采用三轴压缩试验、渗流实验相结合的方法,分析了在不同孔隙水压和不同围压条件下饱水岩石变形破坏过程中损伤扩展与孔隙水压变化的内在联系.研究表明:(1)开放饱和岩石单元体中,岩石在受荷破坏全过程中的初始压密、弹性压缩、塑性变形和破坏失稳阶段,孔隙水压呈现增高、稳定、逐渐减小和锐减变化;(2)岩石破坏的孔隙水压前兆特征明显,在主破裂前夕,内部损伤加剧,裂隙贯通,孔隙水压将失去稳定状态,孔隙水压由稳态锐减可作为岩石破裂的前兆信息;(3)在应力变化大、高孔隙水压以及高围压条件下,孔隙水压对损伤发展更为敏感,响应也更明显,孔隙水压与损伤发展相互影响,互为关联,损伤扩展造成孔隙水压降低,孔隙水压降低又促进损伤发展;(4)可以尝试在深部开采工程中监测岩体内部孔隙水压的变化来预测岩体失稳的突发性灾害.      

石灰岩富水地区深基础处理中的高压注浆施工方法

在岩溶发育、水量丰富的石灰岩地区，宜采用高压注浆的堵水方法。堵水孔位应沿桩周边布置，采用４２５：普硅水泥；对地下水力联系密切的富水地段，宜采用一桩多孔、一孔多段、分段注浆的方法；对表部松散层，必须先施工止浆垫；每段停注压力必须大于２ＭＰａ。堵水后，成桩率达１００％。     

Comparison of Soil Hydraulic Property Measurement Methods

Unsaturated and saturated soil hydraulic properties were determined and compared for three sandy soils at adjacent field sites. Drying soil–water retention curves were measured on soil specimens using a pressure plate apparatus. Saturated hydraulic conductivities (Ks) were measured with a Guelph permeameter and falling head tests. Parameter optimization was used to simultaneously estimate the drying and wetting soil–water retention and hydraulic conductivity curves from cone permeameter and multistep inflow/outflow data. Ks values from all test methods were within an order of magnitude of each other at each site and, as expected, trended with bulk density. The Guelph permeameter generally yielded the highest Ks values. The soil–water retention curves were similar in shape, except for the cone permeameter curves, which had steeper slopes due to rapid flow of water into the soil. Relative hydraulic conductivity curves were similar in character to the soil–water retention curves. Each method provided important information about the soil hydraulic properties. No one method provided the entire range of information provided by all of the tests combined, and no one method was found to be superior to the others.     

基于管道流体信号的自振射流特性检测方法

提出基于管道流体信号的自振射流特性检测方法, 将压力传感器从高压罐内移至高压罐外, 布置在高压罐外的前端管路上, 从而避开高围压环境影响; 通过双压力传感器拾取管道流体压力脉动信号, 并运用信号处理技术有效抑制干扰噪声, 提高有用信号强度, 准确获取射流的压力脉动信息.试验表明, 管道流体压力信号的频谱特征与喷嘴腔内检测法具有一致性, 且与理论计算较为吻合, 充分表征了射流的压力振荡特性; 其声功率谱与高压罐内水听器检测结果相一致, 较好地表述了射流的空化作用特性.由此认为基于管道流体信号的检测法用于自振射流特性的检测是完全可行的, 具有先进性, 为高围压下自振射流的研究提供了新手段.      

缝槽水压爆破破岩载荷实验研究

针对缝槽爆破中以空气作为不耦合介质,其冲击波和准静态压力较小、炸药能量利用率低、破岩能力弱的问题,提出缝槽水压爆破方法。利用水的微压缩性,以及传能效率高等特点,以水作为炮孔不耦合介质,提升缝槽爆破破岩载荷,开展其爆破破岩载荷特征研究。通过自主研发的缝槽爆破载荷测试实验系统,分别开展缝槽空气不耦合爆破和缝槽水压爆破实验。结果表明:水作为缝槽爆破不耦合介质,其冲击波压力峰值约是缝槽空气不耦合爆破的35倍,冲击波压力上升沿更平缓,入射效率更高;其准静态压力峰值是缝槽空气不耦合爆破的37～46倍,水压爆破的准静态压力压降缓慢,保压时间更长。研究表明,缝槽水压爆破的炸药能量利用率高,爆炸载荷提升明显。上述研究成果有助于深入认识缝槽水压爆破破岩载荷特性,同时对该方法的工程应用提供理论和实验支撑。      

水压支柱系统在沃溪矿区的应用实践

利用新型环保型支护产品SYZ-1型水压支柱护顶短壁式崩落采矿法回采倾斜薄矿脉,取得了比传统采矿法更好的经济技术指标,为进一步推广该采矿方法提供了宝贵的经验,并为水压支柱产品提高质量、改进性能提出了建议。     

强降雨条件下孔隙气压作用的高台阶排土场渗流与稳定性

强降雨作用下排土场非饱和带中的孔隙气压力会阻碍散土体的雨水入渗,从而进一步影响排土场的安全稳定。然而传统分析方法往往将孔隙气压力视为大气压力而忽略其对排土场安全的影响。本文依托江西某矿山高台阶排土场工程,基于现场实验和调查结果,结合水平分层的排土场典型剖面,分析了传统方法与考虑孔隙气压力的高台阶排土场渗流规律及其安全稳定性,探讨了强降雨条件下孔隙气压对高台阶排土场湿润锋、孔隙水压力和边坡安全系数的影响。研究结果表明:降雨入渗初期的孔隙气压不显著,其对高台阶排土场稳定性不产生直接影响;但随着降雨的持续,孔隙气压作用开始显现,使得高台阶排土场的入渗速率降低,湿润锋下移速度变慢,孔隙水压上升变缓,强降雨对高台阶排土场稳定性的影响也出现一定延时;在降雨入渗中期,孔隙气压将保持恒定,延时效应会随入渗深度的增加而增强;在降雨入渗后期,当湿润锋下移至分层临界面时,孔隙气压平衡被破坏,将继续增大直至新的恒定值,对高台阶排土场的影响加剧;在湿润锋下移至相同深度时,孔隙气压作用下的高台阶排土场安全系数明显降低。研究成果将为强降雨条件下的高台阶排土场的长期安全运行和灾害监测预警提供理论依据。      

DN80mm-DN200mm水表标准装置改造

本文主要对原有四套CSB-Ⅲ/25-400口径流量检定装置进行改造,自行设计、安装了DN80-DN200口径的水表检定装置,采用标准表法对水流量仪表进行检定、校准和测量。改造完毕,在试运行期间,发现该装置水源压力不稳,波动较大,直接影响测量结果,于是,设计、制造、安装了稳流稳压装置,通过一系列数据采集及分析,最终达到了JJG164-2000国家计量检定规程技术要求,并通过省质量技术监督局的考核,确保了我厂水表检定在白银供水市场的合法性和权威性。     

风化壳淋积型稀土矿原地浸矿负压收液研究

为了探求风化壳淋积型稀土矿原地浸取工艺中负压收液的可能性及其效果,通过浸矿剂渗透规律及负压收液机理的研究,对负压收液影响因素及边界范围、负压收液试验方法、负压值与收液率的关系、负压收液工艺及其抽取方式进行了探究.优化了收液方式和条件,得出了收液率与负压值基本上呈线性关系,最佳的抽液方式为停机时间10 min,开机时间50 min,三孔联抽,负压值维持在2.66×104Pa以上.随后进行了万吨级矿块工业试验,以进一步验证优化条件,获得了理想的试验结果及技术经济指标,其中REO浸取率达77.5%.